Força Elástica

1. Objetivo
• Conhecer a força elástica;
• Determinar a constante elástica de uma mola;
• Traçar o gráfico da força elástica em função da elongação;
• Interpretar o significado da área hachurada do gráfico da força em função da elongação;
• Verificar a associação de molas em série;
• Verificar a associação de molas em paralelo.

2. Teoria
Quando uma mola de aço está sob a ação de uma força ela se deforma sendo que essa deformação x é proporcional à força aplicada F. A característica da mola é que cessada a força deformadora, ela volta à posição inicial. Dizemos que a mola possui uma força restauradora.
Na figura vemos uma mola sendo esticada por uma força (peso), a mola faz uma força contrária à aplicada tendendo a voltar ao seu comprimento original. A força que a mola faz para retornar à sua posição de equilíbrio é proporcional à sua elongação. Observando a figura notamos que o vetor elongação (quanto a mola foi contraída ou esticada) tem sempre sentido oposto à força exercida pela mola, assim sendo, a força elástica é dada por:
→ →
F elástica = -K . x
Onde k é a constante elástica da mola (a unidade no S.J. para constante elástica é N/m). O dinamômetro é constituído de uma mola espiral. A partir do momento que deformamos a mola, isto é conhecemos o vetor deformação X, conhecemos, também, a força restauradora, e vice-versa. Essa propriedade possibilita a construção de um medidor de forças.

3. Procedimentos experimentais

3.1 Posicione a régua de modo que o pequeno anel interior da mola coincida com o traço da régua. Nesta operação você deve olhar para o anel e a régua horizontalmente.
3.2 Suspenda com a mola uma massa e anote na tabela abaixo o valor suspenso do peso P e a correspondente deformação X. Repita esse procedimento para três massas diferentes.

PESO (N)
X (m)
K (Peso/X)
48
115-90=25
1.200
102
142-90=52
5304
147
170-90=80
11.760

Constante elástica da Mola (média)
6.088

3.3 Faça um gráfico F em função de X, e